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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013)

22.10. - 25.10.2013, Berlin

Enzymhistochemische Testungen des zellulären Knochenmetabolismus bei der Osteoporoseinduktion im Tiermodell

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Katharina Brodsky - Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Gießen, Germany
  • Gudrun Schlewitz - Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Gießen, Germany
  • Parameswari Govindarajan - Justus-Liebig-Universität Gießen, Labor für Experimentelle Unfallchirurgie, Gießen, Germany
  • Thaqif EL Khassawna - Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Gießen, Germany
  • Wolfgang Böcker - Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Gießen, Germany
  • Katrin Lips - Universiätsklinik Gießen und Marburg GmbH, Standort Gießen, Labor für experimentelle Unfallchirurgie, Gießen, Germany
  • Reinhard Schnettler - Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Gießen, Germany
  • Christian Heiß - Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Universitätsklinikum Gießen-Marburg, Standort: Giessen, Labor für Experimentelle Unfallchirurgie, Gießen, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013). Berlin, 22.-25.10.2013. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2013. DocWI15-934

doi: 10.3205/13dkou060, urn:nbn:de:0183-13dkou0606

Veröffentlicht: 23. Oktober 2013

© 2013 Brodsky et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Osteoporose gewinnt zunehmend an Bedeutung in der alternden Gesellschaft. Die Erkrankung ist gekennzeichnet durch einen unausgewogenen Knochenmetabolismus. Ziel dieser Studie ist es, die Unterschiede im Knochenmetabolismus im osteoporotischen Knochenstatus der Ratte zu definieren, indem sowohl die zelluläre Aktivität als auch die Zusammensetzung der extrazellulären Matrix analysiert werden.

Methodik: Es wurden 14 Wochen alte weibliche Sprague-Dawley Ratten verwendet. Die Osteoporoseinduktion erfolgte aus einer Kombination von Multidefizienzdiät mit bilateraler Ovariektomie (OVX+Diät). Die histologische Auswertung wurde 0M, 3M und 12M (M=Monate, n=10 pro Standzeit je Gruppe) nach Osteoporoseinduktion durchgeführt. Als Kontrolle wurden Sham-operierte Ratten verwendet. Um die Osteoblasten- und Osteoklastenaktivität darzustellen wurden die Alkalische Phosphatase und TRAP enzymhistochemisch gefärbt. Die histomorphometrische Auswertung erfolgte mit Hilfe der Bildbearbeitungssoftware ImageJ, indem die Trabekeloberfläche, die gefärbte Oberfläche sowie die gefärbten Zellen analysiert wurden.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Trabekeloberfläche bei OVX+Diät war im Vergleich zur Sham-Gruppe signifikant erniedrigt (3M: p=0,027, 12M: p=0,012).

Die ALP-Färbung zeigte bei 3M in der Gruppe OVX+Diät einen höheren Anteil gefärbter Fläche pro gesamter Trabekeloberfläche als in der Sham-Gruppe (p=0,006), während nach 12 Monaten kein Unterschied zwischen den Gruppen bestand. In der Sham-Gruppe nahm der Anteil der gefärbten pro gesamten Trabekeloberfläche von 3M auf 12M deutlich zu, während sich bei OVX+Diät eine Abnahme zeigte (jeweils nicht signifikant).

Die TRAP-Färbung ergab mehr Osteoklasten in der Sham-Gruppe und mehr gefärbte pro gesamte Trabekeloberfläche bei OVX+Diät (jeweils nicht signifikant). In der Sham-Gruppe war nur eine leichte Abnahme der Trabekeloberfläche von 3M auf 12M zu beobachten, während sich bei OVX+Diät eine deutliche Abnahme zeigte (p=0,026). In beiden Gruppen sah man eine geringere Osteoklastenanzahl zu dem späteren Zeitpunkt.

Die Ergebnisse aus der ALP-Färbung weisen auf eine reduzierte Osteoblastenaktivität mit Zunahme der Osteoporose hin, was auf einen veränderten Knochenanabolismus hinweisen könnte. Unausgewogener Knochenumbau zeigte sich überwiegend bei 12M, was auf eine langfristige Induktion hindeutet.

Des Weiteren spielen Extrazellulärmatrixproteine eine wichtige Rolle bei der Regulation des Knochenumbaus, weshalb diese Marker zusätzlich mit Hilfe von Immunhistochemie sowie q-PCR analysiert werden. Da auch die steroidinduzierte Osteoporose eine entscheidende Rolle spielt, entwickelte die Arbeitsgruppe zudem einen entsprechenden Knochenstatus in der Ratte (OVX+Steroid), um auch diesen Knochenmetabolismus zu analysieren und mit OVX+Diät zu vergleichen.